Способ замещения выраженных дефектов костей, формирующих локтевой сустав, при его тотальном эндопротезировании

Изобретение относится к травматологии и ортопедии и может быть применимо для замещения выраженных дефектов костей, формирующих локтевой сустав, при его тотальном эндопротезировании. Моделируют индивидуальный импактор посредством компьютерной томографии и создания 3D модели, форма которого соответствует ножке эндоротеза, подобранного в ходе предоперационного планирования. Импактор печатают на 3D принтере из полимерного материала. Вводят эндопротез до плотной его посадки и укрепляют костным цементом в подготовленном канале трубчатого костного аллотрансплантата, длина которого соответствует длине дефекта плечевой или локтевой кости. В костномозговой канал оперируемой кости укладывают и утрамбовывают костную аллокрошку. Костномозговой канал рассверливают по центру. Подготовленным индивидуальным импактором формируют ложе, в которое вводят и закрепляют костным цементом ножку эндопротеза с насаженным аллотрансплантатом до его состыковки с диафизом кости. Выполняют остеосинтез пластиной, фиксируя костный аллотрансплантат к реконструируемой кости. Способ позволяет предотвратить интраоперационный раскол кости, уменьшить риск перипротезного перелома в отдалённом периоде, повысить прочность и долговечность фиксации эндопротеза. 22 ил.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к травматологии и ортопедии, и предназначено для тотального эндопротезирования локтевого сустава у пациентов с костными дефектами дистального отдела плечевой кости или проксимального отдела локтевой кости более 3 см, которые появляются в результате тяжелых травм, огнестрельных ранений, опухолей, хирургических вмешательств (в т.ч. эндопротезировании).

Существует способ восполнения дефекта дистального отдела плечевой кости, который заключается в замещении дефекта губчатым трансплантатом [1]. В губчатом веществе трансплантата формируют сверлом и рашпилями сначала канал для ножки плечевого компонента эндопротеза, затем фрезой углубление по размеру культи плечевой кости на глубину от 1 см до 3 см (в зависимости от величины дефекта дистального конца плечевой кости). В передней стенке трансплантата выполняют паз по ширине фланца эндопротеза. Трансплантат насаживают на культю плечевой кости. Затем закрепляют ножку протеза в канале плечевой кости и отверстии трансплантата на цементе (Фиг. 1). Использование губчатого трансплантата обеспечивает высокую вероятность его замещения костной тканью. Однако предложенная методика позволяет восполнить только небольшие костные дефекты. При огнестрельных ранениях, опухолях области локтевого сустава, возникающий дефект кости может достигать более 10 см, и только использование трубчатого аллографта может обеспечить надежную фиксацию эндопротеза.

В 2013 г. группой ученых под руководством B.F. Morrey [2] были разработаны три способа замещения дефектов.

Первый предполагает цементную фиксацию компонента эндопротеза в адаптированном канале трубчатого аллотрансплантата, последующее внедрение получившегося композита в канал реципиентной кости и наложение на диафиз последней проволочных серкляжных швов (Фиг. 2). При этом, для осуществления динамической компрессии допускается формирование продольного пропила в материнской кости. Таким образом первичная фиксация осуществляется за счет плотной посадки композита в канале кости и компрессии серкляжей. Показанием для данной реконструкции является наличие большого диаметра костномозгового канала при интактном кортикальном слое кости.

Второй способ, рекомендованный для обширных костных дефектов, также подразумевает использование трубчатого структурного аллографта, в котором на цементе посажен компонент эндопротеза, но сопоставление композита к диафизу реципиентной кости осуществляется по типу «русского замка» с фиксацией серкляжными швами (Фиг. 3).

Третий способ, аналогично второму, подразумевает адаптацию композита к кости снаружи на серкляжах, но без формирования замка. На сочленяющейся поверхности аллографта формируется конгруэнтная поверхность (Фиг. 4). Данный вариант реконструкции показан пациентам с низким качеством кости.

Перечисленные способы замещения дефектов обладают рядом недостатков: применение серкляжей не позволяет добиться прочной фиксации композита к диафизу кости; внедрение трансплантата в диафиз создает опасность интраоперационного раскола кости, что может привести к формированию значительно большего костного дефекта, кроме того повышается риск развития перипротезного перелома в отдаленном послеоперационном периоде; многократное повторное цементирование приводит к истончению кортикального слоя кости, что может привести к раннему расшатыванию эндопротеза.

Задача изобретения состоит в разработке способа замещения выраженных дефектов костей, формирующих локтевой сустав, лишенного вышеперечисленных недостатков.

Технический результат изобретения состоит в повышении прочности и долговечности фиксации эндопротеза в канале плечевой или локтевой кости, профилактике интраоперационного раскола кости, снижению риска перипротезного перелома в отдаленном периоде, а также создании оптимальных условий для врастания костной ткани в зоне, где была выполнена импакционная костная пластика, и, как следствие, укреплении стенок диафиза.

Это достигается за счет того, что вначале моделируют индивидуальный импактор посредством компьютерной томографии и создания 3D модели, форма которого соответствует ножке эндоротеза, подобранного в ходе предоперационного планирования, далее упомянутый импактор печатают на 3D принтере из полимерного материала; эндопротез вводят до плотной его посадки и укрепляют костным цементом в подготовленном канале трубчатого костного аллотрансплантата, длина которого соответствует длине дефекта плечевой или локтевой кости; после подготовки диафиза и костномозгового канала оперируемой кости в последний укладывают и утрамбовывают костную аллокрошку, после чего костномозговой канал рассверливают по центру, а затем подготовленным индивидуальным импактором формируют ложе, в которое вводят и закрепляют костным цементом ножку эндопротеза с насаженным аллотрансплантатом до его состыковки с диафизом кости, после чего выполняют остеосинтез пластиной, фиксируя костный аллотрансплантат к реконструируемой кости. Применение импактора с целью создания ложа для ножки эндопротеза позволяет добиться его более стабильной фиксации. Выполнение импакционной костной пластики позволяет укрепить стенки диафиза, таким образом значительно снижается риск возникновения перипротезных переломов. Кроме того импакционная пластика создает оптимальные условия для последующего врастания костной ткани.

На фигурах изображены:

Фигура 1. Схема способа замещения дефекта плечевой кости, предложенного Жабиным Г.И. А - вид спереди, В - вид сбоку, где 1 - плечевая кость; 2 - аллотрансплантат; 3 - плечевой компонент эндопротеза; 4 - фланец эндопротеза; 5 - аутотрансплантат.

Фигура 2. Первый способ замещения дефекта, предложенный Morrey B.F. с соавт. [2].

Фигура 3. Второй способ замещения дефекта, предложенный Morrey B.F. с соавт.

Фигура 4. Третий способ замещения дефекта, предложенный Morrey B.F. с соавт.

Фигура 5. Схематичное изображение способа замещения дефекта дистального отдела плечевой кости композитом, состоящим из трубчатого трансплантата и фиксированного в нем на цементе плечевого компонента эндопротеза, где 6 - зона выполненной импакционной костной пластики; 7 - плечевая кость; 8 - цементная мантия; 9 - аллотрансплантат; 10 - компонент эндопротеза; 11 - реконструктивная пластина.

Фигура 6. Пластиковая модель дефекта дистального отдела плечевой кости.

Фигура 7. Канал плечевой кости, запланированный размельченной губчатой аллокостью.

Фигура 8. Высверленный дрелью канал в заполненном костной крошкой диафизе.

Фигура 9. Распечатанный на 3D принтере пластиковый импактор, форма которого повторяет форму плечевого компонента эндопротеза.

Фигура 10. Выработанное импактором ложе для ножки эндопротеза и цементной мантии.

Фигура 11. Композит, состоящий из трубчатого аллотрансплантата и фиксированного в нем на цементе плечевого компонента эндопротеза.

Фигура 12. Композит, введенный в сформированное импактором и заполненное цементом ложе в канале плечевой кости.

Фигура 13. Аллотрансплантат, фиксированный к плечевой кости реконструктивной пластиной и монокортикальными винтами.

Способ осуществляют следующим образом:

Предоперационное планирование проводят на основании рентгенографии обоих локтевых суставов в прямой и боковой проекции. На рентгенограммах пораженного локтевого сустава сравнительно со здоровым вычисляют величину имеющегося костного дефекта плечевой или локтевой кости, ширину костномозговых каналов плечевой и локтевой костей, подбирают компоненты эндопротеза необходимого типоразмера. Далее в костном банке, в соответствии с предоперационным планированием, подбирают соответствующий по размеру трубчатый аллотрансплантат и 10-15 губчатых аллотрансплантатов (в зависимости от их величины) для выполнения импакционной костной пластики. Затем на компьютере с помощью программного обеспечения для 3D-моделирования создают индивидуальный импактор (Фиг. 9), который соответствует по форме ножке эндопротеза, при этом диаметр его поперечного сечения на 1 мм больше упомянутой ножки. Прототип импактора печатают на 3D принтере из полимерного материала.

Далее выполняют оперативное вмешательство. Для визуализации локтевого сустава используют задний доступ, с продольным рассечением сухожилия трехглавой мышцы плеча. После мобилизации костей локтевого сустава и выполнения их опилов по шаблонам - направителям диафизарный канал кости с дефектом очищают от фрагментов цементной мантии, если было предшествующее эндопротезирование, тщательно промывают раствором хлоргексидина либо другим антисептиком. Губчатые аллотрансплантаты размельчают кусачками Люэра. Получившуюся крошку из губчатой аллокости промывают физиологическим раствором и перемешивают с 2 г порошка ванкомицина. Затем в канал укладывают порцию крошки, после чего ее утрамбовывают специальным инструментом. Таким образом выполняют попеременное введение и уплотнение крошки в диафизарном канале до его заполнения (Фиг. 6). Далее в утрамбованном костной крошкой диафизарном канале дрелью с диаметром сверла 6 мм по центру высверливают канал (Фиг. 8). Подготовленным импактором по ходу высверленного канала вырабатывают ложе для ножки эндопротеза и цементной мантии (Фиг. 10). При этом, одновременно происходит уплотнение импактированной аллокости. Канал трубчатого аллотранспланта, подобранного в костном банке, обрабатывают рашпилями для посадки эндопротеза необходимого типоразмера. Далее ножку эндопротеза вводят в канал трансплантата до его плотной посадки. Таким образом, сформированный композит состоит из трубчатого аллотрансплантата и фиксированного в нем эндопротеза, с выступающей частью ножки (Фиг. 11). В подготовленное ложе диафиза реципиентной кости заливают цемент, затем свободную часть ножки эндопротеза погружают в диафизарный канал упомянутой кости. Трубчатый аллотрансплантат состыковывают с диафизом реконструируемой кости (Фиг. 12). На область контакта трансплантата и реципиентной кости латерально по диафизу накладывают реконструктивную пластину и фиксируют монокортикальными блокируемыми винтами (Фиг. 13). Рану ушивают.

Клинический пример (Фиг. 14 - фиг. 22): Пациент Н., 31 год поступил в РНИИТО им. P.P. Вредена с диагнозом: костный посттравматический дефект проксимального отдела левой локтевой кости. Произведена операция: тотальное эндопротезирование левого локтевого сустава с замещением костного дефекта проксимального отдела локтевой кости трубчатым аллотрансплантатом, фиксированным к культе локтевой кости реконструктивной пластиной по предлагаемому нами способу. Ближайший отдаленный период протекал без осложнений. Пациент выписан из стационара на амбулаторное лечение. Осмотрен через 1 год после операции. На рентгенограммах фиксация компонентов эндопротеза стабильная, не наблюдается истончения кортикального слоя кости. Клинически: амплитуда сгибания/разгибания, пронации/супинации в локтевом суставе полная, мышечная сила сгибания предплечья составляет 72% по сравнению со здоровой стороной, разгибания предплечья - 76%, сила сжатия кисти - 83%. Пациент удовлетворен выполненной операцией и отмечает полное восстановление функции оперированной конечности.

Список литературы

1. Жабин Г.И., Амбросенков А.В. Способ эндопротезирования локтевого сустава при выраженном костном дефекте дистального конца плечевой кости. Патент на изобретение RU 2463987? 05.04.2011.

2. Morrey ME, Sanchez-Sotelo J, Abdel MP, Morrey BF. J Bone Joint Surg Am. 2013; 95:1117-24.

Способ замещения выраженных дефектов костей, формирующих локтевой сустав, при его тотальном эндопротезировании, включающий использование трубчатого костного аллотрансплантата, остеосинтез реконструктивной перипротезной пластиной, отличающийся тем, что вначале моделируют индивидуальный импактор посредством компьютерной томографии и создания 3D модели, форма которого соответствует ножке эндоротеза, подобранного в ходе предоперационного планирования, далее упомянутый импактор печатают на 3D принтере из полимерного материала; эндопротез вводят до плотной его посадки и укрепляют костным цементом в подготовленном канале трубчатого костного аллотрансплантата, длина которого соответствует длине дефекта плечевой или локтевой кости; после подготовки диафиза и костномозгового канала оперируемой кости в последний укладывают и утрамбовывают костную аллокрошку, после чего костномозговой канал рассверливают по центру, а затем подготовленным индивидуальным импактором формируют ложе, в которое вводят и закрепляют костным цементом ножку эндопротеза с насаженным аллотрансплантатом до его состыковки с диафизом кости, после чего выполняют остеосинтез пластиной, фиксируя костный аллотрансплантат к реконструируемой кости.